Універсальний мікроконтролерний зарядний пристрій. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення

 Коментарі до статті

Автор поставив перед собою завдання створити простий універсальний пристрій для заряджання будь-яких малогабаритних акумуляторів та їх батарей різних типів, ємності та номінальної напруги.

Акумулятори сьогодні дуже поширені, але зарядні пристрої для них, які є у продажу, як правило, не універсальні і занадто дорогі. Пропонований пристрій призначений для заряджання акумуляторних батарей та окремих акумуляторів (надалі використовується термін "батарея") з номінальною напругою 1,2...12,6 і струмом від 50 до 950 мА. Вхідна напруга пристрою - 7...15 В. Струм споживання без навантаження - 20 мА. Точність підтримки струму заряджання - ±10 мА. Пристрій має РКІ та зручний інтерфейс для встановлення режиму зарядки та спостереження за її ходом.

Реалізовано комбінований метод зарядки, що складається із двох етапів. На першому етапі батарею заряджають постійним струмом. У міру заряджання напруга на ній зростає. Як воно досягне заданого значення, настане другий етап - зарядка незмінним напругою. На цьому етапі зарядний струм поступово знижується, а на батареї підтримується задана напруга. Якщо напруга з будь-якої причини впаде нижче заданої, автоматично знову почнеться заряджання незмінним струмом.

Схема зарядного пристрою зображено на рис. 1.

Рис. 1. Схема зарядного пристрою (натисніть , щоб збільшити)

Його основа – мікроконтролер DD1. Він тактований від внутрішнього RC-генератора частотою 8 МГц. Використані два канали АЦП мікроконтролера. Канал ADC0 вимірює напругу на виході зарядного пристрою, а канал ADC1 - зарядний струм.

Обидва канали працюють у восьмирозрядному режимі, точності якого для описуваного пристрою достатньо. Максимальна напруга, що вимірювається - 19,9 В, максимальний струм - 995 мА. При перевищенні цих значень на екрані РКІ HG1 з'являється напис "Hi".

АЦП працює зі зразковою напругою 2,56 від внутрішнього джерела мікроконтролера. Щоб мати можливість вимірювати більшу напругу, дільник резистивний напруги R9R10 зменшує його перед подачею на вхід ADC0 мікроконтролера.

Датчиком зарядного струму є резистор R11. Падаюче на ньому при перебігу цього струму напруга надходить на вхід ОУ DA2.1, який посилює його приблизно в 30 разів. Коефіцієнт посилення залежить від співвідношення опорів резисторів R8 та R6. З виходу ОУ напруга, пропорційна зарядному струму, через повторювач ОУ DA2.2 надходить на вхід ADC1 мікроконтролера.

На транзисторах VT1-VT4 зібраний електронний ключ, що працює під управлінням мікроконтролера, що формує на виході ОС2 імпульси, що йдуть з частотою 32 кГц. Коефіцієнт заповнення цих імпульсів залежить від необхідної вихідної напруги та зарядного струму. Діод VD1, дросель L1 і конденсатори С7, С8 перетворять імпульсну напругу на постійне, пропорційне його коефіцієнту заповнення.

Світлодіоди HL1 та HL2 – індикатори стану зарядного пристрою. Включений світлодіод HL1 означає, що настало обмеження вихідної напруги. Світлодіод HL2 увімкнений, коли йде наростання зарядного струму, і вимкнений, коли струм не змінюється або падає. Під час заряджання справної розрядженої батареї спочатку буде увімкнено світлодіод HL2. Потім світлодіоди по черзі блиматимуть. Про завершення зарядки можна судити зі свічення лише світлодіода HL1.

Добіркою резистора R7 встановлюють оптимальну контрастність зображення на табло РКІ.

Датчик струму R11 можна зробити з відрізка високоомного дроту від спіралі нагрівача або потужного дротяного резистора. Автор використовував відрізок дроту діаметром 0,5 мм завдовжки близько 20 мм від реостату.

Мікроконтролер ATmega8L-8PU можна замінити будь-яким із серії ATmega8 з тактовою частотою 8 МГц та вище. Польовий транзистор BUZ172 слід встановити на тепловідведення з площею поверхні, що охолоджує, не менше 4 см². Цей транзистор можна замінити іншим p-канальним з допустимим струмом стоку більше 1 А та малим опором відкритого каналу.

Замість транзисторів КТ3102Б та КТ3107Д підійде і інша комплементарна пара транзисторів з коефіцієнтом передачі струму не менше 200. При правильній роботі транзисторів VT1-VT3 сигнал на затворі транзистора повинен бути аналогічним показаному на рис. 2.

Рис. 2. Графік сигналу на затворі

Дросель L1 витягнутий з комп'ютерного блоку живлення (він намотений дротом діаметром 0,6 мм).

Конфігурація мікроконтролера має бути запрограмована відповідно до рис. 3. Коди з файлу V_A_256_16.hex слід занести на згадку про програми мікроконтролера. У EEPROM мікроконтролера мають бути записані такі коди: за адресою 00H - 2СН, за адресою 01H - 03H, за адресою 02H - 0BEH, за адресою 03H -64H.

Рис. 3. Програмування мікроконтролера

Налагодження зарядного пристрою можна розпочинати без РКІ та мікроконтролера. Вимкніть транзистор VT4, а точки підключення стоку та витоку з'єднайте перемичкою. Подайте на пристрій напругу живлення 16 В. Підберіть резистор R10 таким, щоб напруга на ньому була в межах 1,9...2 В. Можна скласти цей резистор із двох, з'єднаних послідовно. Якщо джерела напруги 16 В не знайшлося, подайте 12 або 8 В. У цих випадках напруга на резисторі R10 повинна бути відповідно близько 1,5 або 1 В.

Замість батареї підключіть до пристрою амперметр і потужний резистор або автомобільну лампу. Змінюючи напругу живлення (але не нижче 7 В) або підбираючи навантаження, встановіть струм через неї 1 А. Підберіть резистор R6 таким, щоб на виході ОУ DA2.2 була напруга 1,9...2 В. Як і резистор R10, резистор R6 зручно скласти із двох.

Вимкніть живлення, підключіть РКІ та встановіть мікроконтролер. До виходу пристрою приєднайте резистор або лампу розжарювання 12 В на струм близько 0,5 А. При включенні пристрою на РКІ будуть виведені напруга на його виході U та струм зарядки I, а також напруга обмеження Uz та максимальний струм зарядки Iz. Порівняйте значення струму та напруги на РКІ зі показаннями зразкових амперметра та вольтметра. Ймовірно, вони відрізнятимуться.

Вимкніть живлення, встановіть перемичку S1 і знову увімкніть живлення. Для калібрування амперметра натисніть і утримуйте кнопку SB4, а кнопками SB1 і SB2 встановіть на РКІ значення, найближче до зразкового амперметра. Для калібрування вольтметра натисніть і утримуйте кнопку SB3, а кнопками SB1 і SB2 встановіть на РКІ значення, що дорівнює зразковим вольтметром. Не вимикаючи живлення, зніміть перемичку S1. Калібрувальні коефіцієнти будуть записані в EEPROM мікроконтролера для напруги за адресою 02H, а струму - за адресою 03H.

Вимкніть живлення зарядного пристрою, встановіть на місце транзистор VT4, а до виходу пристрою підключіть автомобільну лампу на 12 В. Увімкніть пристрій і встановіть Uz=12 В. При зміні Iz повинна плавно змінюватися яскравість лампи. Пристрій готовий до роботи.

Необхідний зарядний струм та максимальну напругу на батареї встановлюють кнопками SB1 "▲", SB2 "▼", SB3 "U", SB4 "I". Інтервал зміни зарядного струму - 50...950 мА із кроком 50 мА. Інтервал зміни напруги - 0,1...16 з кроком 0,1 в.

Для зміни Uz або Iz натисніть та утримуйте відповідно кнопку SB3 або SB4, а за допомогою кнопок SB1 та SB2 встановіть необхідне значення. Через 5 с після відпускання всіх кнопок встановлено значення буде записано в EEPROM мікроконтролера (Uz - за адресою 00H, Iz - за адресою 01H). Слід мати на увазі, що утримання кнопки SB1 або SB2, натиснутої більше 4 с, збільшує швидкість зміни параметра приблизно в десять разів.

Програму мікроконтролера можна завантажити з ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/09/va-256_16.zip.

Автор: В. Нефєдов

Дивіться інші статті розділу Блоки живлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Робот будує цегляний будинок за два дні 27.07.2016 Австралійська компанія Fastbrick Robotics створила робота, здатного звести типовий котедж за два дні. Автоматичний пристрій на ім'я Адріан кладе цеглу швидше, ніж звичайні будівельники, а "праця" його коштує на 10% менше. Роботу назвали на честь римського імператора Андріана, який у 122 році спорудив у Європі Адріанів вал - оборонне зміцнення довжиною понад 100 кілометрів. Машина може класти 225 цегли на годину. У середнього будівельника на цей обсяг робіт йде приблизно півдня. Глава компанії Fastbrick Robotics Майк Півак і його двоюрідний брат Марк, які розробили Андріана, зараз працюють над створенням більш досконалого пристрою - робота, здатного класти до тисячі цегли на годину. Вони планують продавати роботи у США. Раніше компанія Boston Dynamics, відома своїм людиноподібним роботом ATLAS, представила чотирилапого робота-ретрівера, що вміє виконувати типові собачі команди. Робот також може приносити напої та мити посуд.

Інші цікаві новини:

▪ Тримай ноги у теплі

▪ Сонячні батареї з місячного ґрунту

▪ Новий рекорд бездротової передачі даних

▪ Ефективний штучний фотосинтез

▪ П'єзоелектричні MEMS-мікрофони для смартфонів

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Радіоаматор-конструктор. Добірка статей

▪ стаття Історія мене виправдає! Крилатий вислів

▪ стаття Чи є на Марсі канали? Детальна відповідь

▪ стаття Машиніст екскаватора. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття USB-осцилограф на мікроконтролері Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Зарядний пристрій на базі регулятора потужності PR1500i. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024